石墨烯和粘胶基碳纤维改性Ag/AgCl海洋电场电极的研究

发布时间：2022-01-11 18:06

　　使用石墨烯和粘胶基碳纤维对Ag/AgCl海洋电场电极进行改性,研究了加入不同碳材料对Ag/AgCl电极的表面形貌、电化学性能和响应性能的影响。结果表明,石墨烯-Ag/AgCl电极性能较好,其极差稳定时间缩短至3 h,极差减小至0. 05 mV,交换电流密度增大约一个数量级,噪声与Ag/AgCl电极处于同一水平,能够完整地响应1 MHz的电场信号,没有出现波形失真,能够满足低频微弱海洋电场的探测和快速部署的要求。 

【文章来源】：兵器装备工程学报. 2020,41(03)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

电极响应性能测试装置示意图

比较而言，石墨烯-Ag/Ag Cl电极的交换电流密度相比Ag/Ag Cl电极交换电流密度提升约一个数量级。交换电流密度越高，说明电极本身电化学性能越好。因此，碳材料的加入有助于Ag/Ag Cl电极提高电化学性能，这里电化学性能主要与电极表面微观结构有关。2.2 极差稳定时间

加入不同碳材料的Ag/Ag Cl电极极差测量结果如图3所示。测试结果显示Ag/Ag Cl、石墨烯-Ag/Ag Cl和粘胶基碳纤维-Ag/Ag Cl电极试样的极差分别为1.2 m V、0.05 m V和0.1 m V，可见碳材料的加入明显降低了电极对的极差，且石墨烯-Ag/Ag Cl电极极差最小。文献[15]认为电极对的极差过大常常使得信号调理电路饱和，而较低的电极对电压在一定的电压输出范围下可以提高微弱信号的放大倍数。由此可知引入碳材料后，Ag/Ag Cl电极探测精度也会大幅提升。对比极差随时间的变化曲线可知，随着碳材料的加入，极差的变化幅度变小，极差稳定时间缩短。3种电极试样的极差稳定时间分别为24 h(Ag/Ag Cl)、3 h(石墨烯-Ag/Ag Cl)和6 h(粘胶基碳纤维-Ag/Ag Cl)，说明加入石墨烯和粘胶基碳纤维后，Ag/Ag Cl电极极差稳定时间显著缩短。这是因为碳材料的加入增大了电极的比表面积，电极与介质的接触面积增加，有效离子碰撞数量增加，同一时间内发生反应的离子数量增多，所以反应达到平衡的时间减小，缩短了极差稳定时间。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]超级电容器电极材料的制备及电化学性能研究[D]. 王红燕.山东大学 2018



本文编号：3583219